论文部分内容阅读
交流伺服控制器是火炮随动系统的执行机构,它直接关系到火炮的打击精度。本文针对火炮随动系统的高性能位置伺服要求,设计了一套基于德州仪器TMS320LF2407A DSP (Digital Signal Process)芯片的全数字交流伺服系统。同时分析了其结构组成、控制方案、控制器软件和硬件设计等问题。该系统以交流永磁同步电动机作为伺服电动机,采用三闭环的控制策略,实现位置的高性能跟踪。本设计工作是以从保加利亚引进的DS15 SERVO MODULE系统为蓝本进行的。硬件方面,在原保加利亚系统的基础上,进行了重新设计。保加利亚系统提供了控制软件的原代码,编译后不能运行,但直接采用其提供的编译后的代码可以运行。本系统的软件是在其提供的原代码基础上重新编写的。本文首先对交流永磁同步电动机伺服系统的发展概况进行了介绍,然后对交流永磁同步电动机的数学模型、工作原理以及矢量控制在交流永磁同步电动机上的应用进行了说明。在硬件设计部分,阐述了以TMS320LF2407A DSP芯片为核心的伺服系统的构建过程,并对其中比较关键的部分进行了详尽的分析。在软件设计部分,详细描述了嵌入式实时操作系统μCOS-Ⅱ及其在TMS320LF2407A DSP芯片上的移植,多任务的划分和调度以及各任务的功能流程,并给出了部分源代码。在控制算法上采用经典的三环控制策略,采用传统的PID算法,其中位置环采用比例调节算法,速度环和电流环采用比例积分调节相结合的算法。最后对全文进行了简明的总结,并对该领域在未来的发展做了展望。初步调试结果表明,采用以上的设计方案可以较好地达到位置跟踪效果。尤是移植了μCOS-Ⅱ实时操作系统以后,软件的可靠性、实时性和可扩展性都得到了极大的提高。本课题在技术上取得了一定的突破,由于采用了嵌入式实时操作系统,系统软件可按照多任务的方式来编写,从而将设计难点分散,简化并加快了伺服控制器应用程序的开发,并可以方便的进行功能扩展。